DE2422278C2 - Expansionseinrichtung für einen Kompressions-Kältekreislauf - Google Patents

Description

erreicht Weiterhin sind ein Kompressor 15, eine Saugleitung 16 zu dem Kompressor, eine Entleerungsleitung 17 von dem Kompressor und ein normalerweise geschlossenes Magnetventil 27 vorgesehen, weiches zwischen einer Regelvorrichtung und einem Satz feststehender Kapillarrohre 28 angeordnet ist

Die Kapillarrohre 28, von denen drei in F i g. 1 gezeigt werden, sind an einem Ende mit einer vertikalen Leitung 22 verbunden. Ein Siphon ist mit einem Sammelbehälter 29 über ein Absperrventil 47 verbunden, welches sich zum Kessel 49 öffnet, jedoch den anderen Weg verschließt Zwecks besseren Verständnisses sind die Leitungen in F i g. 3, welche von dem Aufnahmebehälter 19 zu der Regelvorrichtung 30 und den KapiUarrohren 28 führen, als kontinuierliche dicke Linie gezeigt

Wenn der Kompressor in Betrieb ist ist das Ventil 27 offen, während es geschlossen ist wenn der Kompressor nicht läuft

Die Regelvorrichtung 30 umfaßt im allgemeinen eine zylindrische Schraube 35 (F i g. 2), deren beide mit Hilfe eines Schaftes verbundenen Endabschnitte mit jeweils gleichlangen Gewindelängen versehen sind, während der Schaft einen Durchmesser aufweist der geringer als derjenige der Schraube 35 ist Die Schraube 35 ist gleitbar innerhalb eines rohrförmigen Elementes 36 mit Präzisionssitz zwischen den Schraubengewinderücken und der Innenfläche des rohrförmigen Elementes angeordnet welches an seinem einen Ende — dem linken Ende in F i g. 2 — eine Kammer B aufweist weiche mit einer von zwei Zweigleitungen der Leitung 20 in Verbindung steht

Das andere Ende des rohrförmigen Elementes 36 durchdringt eine Wand eines flüssigkeitsdichten Gehäuses 42, in welchem die elektromechanische Vorrichtung zum Steuern der Bewegung der Schraube 35 längs dem Rohr 36 angeordnet ist

Diese Vorrichtung umfaßt einen Motor 41, dessen Welle 43 im Schraubeingriff mit einem Querarm 44 steht, welch-r demzufolge längs der Motorwelle 43 bewegbar ist. Der Arm 44 ist fest an einer Erstreckung der Schraube 35 und einem Schieber 40 eines Potentiometers befestigt so daß, wenn sich der Arm 44 längs der Welle 43 bewegt die Schraube 35 und der Schieber 40 ebenfalls bewegt werden.

Der Mitfelabsch:iitt des rohrförmigen Elementes 36 ist mit zwei Umfangsreihen von Löchern 37 versehen, welche, wenn die Schraube 35 nach links zu einem Ende des rohrförmigen Elementes bewegt wird, freigelegt sind, während, wenn dit Schraube 35 nach rechts bewegt ist, die linke Reihe von dem linken Schraubenabschnitt abgedeckt ist. Der Mittelabschnitt des rohrförmigen Elementes 36 mit den Löchern 37 ist von einer Hülse 38 umgeben, welche mit einer Auslaßleitung 34 versehen ist.

Dabei arbeiten die Schraubengewindegänge als Paar paralleler Kapillarrohre. Tatsächlich wird das Kältemittel, welches durch die Leitung 20 strömt, in zwei Ströme unterteilt deren einer in die Kammer B und deren anderer in das Gehäuse 42 führt. Von beiden Enden der Sehraube 35 strömt das Kältemittel längs der Gewindegänge, wobei ein direkter Strom aus den Enden zu dem Mittelabschnitt des rohrförmigen Elementes 36 durch den Präzisionssitz zwischen den Gewinderücken und der Innenwand des rohrförmigen Elementes 36 verhindert ist. Zu diesem Zweck soll der Spielraum zwischen diesen Teilen so gering \?'·ε 0,05 mm gehalten werden. Durch Bewegen der Schraube 35 nach rechts, wie dies in F i g. 2 gezeigt ist, nimmt die Strömungslänge des Kältemittels längs eines jeden Gewindeganges der Schraube 35 ab. Auf diese Weise ist eine Einrichtung geschaffen, um die Strömungsmenge des Kältemittels durch ein Kapillarrohr zu regeln.

Der Betrieb des Elektromotors 41 wird von einem Elemem gesteuert das temperaturempfindlich ist und an einer Lage angeordnet ist wo die Temperatur von dem kondensierenden Kältemittel abgefühlt werden kann, die im Fall eines luftgekühlten Kondensators die to Raumtemperatur ist

Dabei deckt die Regelvorrichtung nicht den gesamten Längenbereich des Kapillarweges ab, welcher von dem Kältemittel durchquert wird. Aus diesem Grund sind die Kapillarrohre feststehender Länge vorgesehen, weiche t5 parallel zueinander und in Reihe mit der Regelvorrichtung angeordnet sind Letztere ist so ausgebildet, um die erforderliche Länge des Kapillarweges zu der Länge der feststehenden Kapillarrohre 28 zuzufügen.

Es ist eiii Kühlsystem geschaffen, in welchem, obwohl das Kältemittel in den Kapillarrohi«a expandiert wird, ein Aufnahmebehälter 19 zwischen deji Kompressor und den KapiUarrohren eingeschlossen ist

Wenn keine berichtigenden Messungen durchgeführt werden, verursacht das Vorhandensein einer großen Mengt von flüssigem Kältemittel innerhalb des Aufnahmebehälters 19 und innerhalb aes Gehäuses 42 der Regelvorrichtung — wenn der Kompressor 15 angehalten ist — eine Strömung des Kältemittels zu dem Verdampfer 24 und von dort zu dem Kompressor 15, wo es Schaden verursachen kann, wenn der Kompressor wieder gestartet wird.

Hier sind zwei Einrichtungen vorgesehen, um eine solche Beschädigung zu verhindern. Das Ventil 27 ist zwischen der Regelvorrichtung und den KapiUarrohren 28 eingesetzt, wobei das Ventil geschlossen ist wenn der Kompressor nicht läuft Die weitere Einrichtung zum Verhindern einer Strömung des flüssigen Kühlmittels zu dem Kompressor 15 umfaßt einen Sammelbehälter 49, welcher mit der Leitung 22 verbunden ist die mit den Karnllarrohren 28 in Verbindung steht. Die Leitung 22 ist in ihrem unteren Abschnitt als ein Siphon ausgebildet Dabei ist der untere Abschnitt der Leitung 22 mit einem abwärts gewölbten Rohrabschnitt in Verbindung, an welchen sich ein aufwärts erstreckender Rohrabschnitt und ein aufwärts gewölbter Rohrabschnitt und ein abwärts gerichteter Rohrabschnitt anschließt der mit einem Verdampfer 24 verbunden ist. Der unterste Abschnitt des abwärts gewölbten Rohrabschnittes ist dabei mit dem Behälter 49 über ein Ventil 29, welches geöffnet ist, wenn eier Kompressor nicht läuft, und ein Absperrventil 47 verbunden. Ein Kapillarrohr 48 ve·· bindet einen Ort in der Nähe des Bodens des Behälters Ah mit entern Punkt längs des sich aufwärts erstreckenden Rohrabschnitts des Siphons.

Der Betrieb der Sicherheitsvorrichtung ist folgendermaßen: Es sei angenommen, daß der Kompressor 15 nicht läuft und ein Lecken von flüssigem Kältemittel durch das Ventil 27 vorhanden ist. Dann strömt flüssiges Kühlmittel ».u dem Behälter 49 durch die Kapillarrohre 6ö 28, einen Abschnitt des abwärts gewölbten Siphons, das Ventil 29 und das Ventil 47.

Gleichzeitig mit dem Starten des Kompressors 15 öffnet sich das Ventil 27, und das Ventil 29 schließt sich. Aufgrund der Saugwirkung des Kompressors 15 wird der Druck innerhalb des Verdampfers 24 bezüglich des Behälters 49 abgesenkt.

Aufgrund des Absperrventiles 47 strömt kein flüssiges Kältemittel durch dieses Ventil und das Ventil 29

zum Verdampfer 24; jedoch strömt etwas flüssiges Kältemittel durch das Kapillarrohr 48 aus dem Behälter 49. Diese Flüssigkeit zusätzlich zu der Flüssigkeit durch die Kapillarrohre 28 wird vollständig innerhalb des Verdampfers 24 verdampfen und keine Beschädigung des Kompressors verursachen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

IO

15

25

30

35

40

55

60

65

Claims (2)

ι 2 ist und über eine einstellbare Länge mit dem Innenge- Patentansprüche: winde eines zylindrischen Bauteiles in Eingriff steht Dieses Bauteil weist eine glatte Außenfläche auf und ist

1. Expansionseinrichtung für einen !Compressions- mit Präzisionspassung in einem zylindrischen Gehäuse Kältekreislauf, welche zwischen dem Kondensator 5 aufgenommen. Somit wird ein Strömungsweg für das (18) und dem Verdampfer (24) angeordnet ist, deren Kältemittel geschaffen, der sich zunächst längs des wen-Drosseldurchgang in der spiralförmigen Ausneh- delförmigen Kanals zwischen einem Stopfen und einem mung zwischen den jeweils gleichlangen Gewinde- rohrförmigen Glied und dann in entgegengesetzter gangen einer zylindrischen Schraube und einem Richtung längs eines ähnlichen spiralförmigen Durchrohrfönnigen Element (36) ausgebildet ist, wobei die io ganges zwischen dem rohrförmigen Glied und einem Länge des Drosseldurchganges von der Longitudi- zylindrischen Bauteil erstreckt Die Länge des Expannalposition der Schraube in dem rohrförmigen Eie- sionsweges ist mittels einer Schwarte einstellbar. Bei ment abhängig und in Abhängigkeit von der Kon- dieser bekannten Konstruktion ist indessen keine Eindensatortemperatur veränderbar ist, dadurch richtung zum automatischen Regeln des Expansionsgekennzeichnet, daß der Drosseldurchgang is ventiles während des Betriebes vorgesehen.

aus zwei Teilabschnitten besteht, die auf der Schrau- Aus der US-PS 33 64 692 ist ein Kältesystem mit ei-

be(35) angeordnet und über einen Schaft verbunden nem Verdampfer und einem Kompressor bekannt der

sind, so angeordnet ist daß er ein Kältemittel aus dem Ver-

daß der Durchmesser des Schaftes kleiner ist als dämpfer zum Kondensator fördert Zwischen Konden-

derjenige φτ Schraube (35), wobei ein Innenraum 20 sator und Verdampfer ist eine Expansionseinrichtung

zwischen dem rohrförmigen Element (36) und dem mit einem Regelglied vorgesehen, wobei eine Fühlein-

Schaft ausgespart ist, richtung die Temperatur des Kondensators fühlt Zur

daß das rohrförmige Element (36) im Bereich des Betätigung des Expansionsventiles in Abhängigkeit von

Innenraumes mit zwei Umfangsreihen von Löchern der gefühlten Temperatur ist eine Steuereinrichtung

(37) versehen ist die voneinander in einem Abstand 25 vorgesehen.

angeordnet sind, welche gleieh der Länge des Schaf- Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht

tesist, darin, ein steuerbares Expansionsventil mit kapillaren

daß die Löcher mit einem ringförmigen Außenraum Durchgängen so zu verbessern, daß eine leichtgängige

in Verbindung stehen, welcher durch das rohrförmi- Steuerung ermöglicht wird,

ge Element (36) und eine äußere fluiddichte Hülse 30 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst

(38) begrenzt ist und daß der Drosseldurchgang aus zwei Teilabschnitten bedaß die äußere Hülse mit d*· λ Kondensator (18) in steht die auf der Schraube angeordnet und über einen Verbindung steht wäh-end die Drosseldurchgänge Schaft verbunden sind, daß der Durchmesser des Schafan den freien Enden der Scb »rtiben (35) mit dem tes kleiner ist als derjenige der Schraube, wobei ein Verdampfer verbunden sind. 35 Innenraum zwischen dem rohrförmigen Element und

2. Expansionsvorrichtung nach Anspruch 1, da- dem Schaft ausgespart ist, daß das rohrförmige Element durch gekennzeichnet daß in Strömungsrichtung im Bereich des Innenraumes mit zwei Umfangsreihen des Kältemittels nacheinander ein Satz Kapillarroh- von Löchern versehen ist die voneinander in einem Abre (28) und die Expansionsvorrichtung angeordnet stand angeordnet sind, welche gleich der Länge des sind. 40 Schaftes ist daß die Löcher mit einem ringförmigen

Außenraum in Verbindung stehen, welcher durch das

rohrförmige Element und eine äußere fluiddichte Hülse

begrenzt ist. und daß die äußere Hülse mit dem Kondensator in Verbindung steht während die Drosseldurch-

Die Erfindung betrifft eine Expansionseinrichtung für 45 gänge an den freien Enden der Schrauben mit dem Vereinen Kompressions-Kältekreislauf gemäß dem Ober- dämpfer verbunden sind,
begriff des Patentanspruches 1. Zweckmäßig sind in Strömungsrichtung des Kälte·

Es ist bekannt, daß zusätzlich zu bekannten Kühlern mittels nacheinander ein Satz Kapillarrohre und die Exmit Expansionsventilen andere Arten verfügbar sind, pansionsvorrichtung angeordnet,
wobei die Einrichtung zum Beschränken der Strömung 50 Der wesentliche Vorteil dieser erfindungsgemäßen aus dem Komdensaior zu dem Verdampfer Kapillarroh- Ausbildung der Expansionseinrichtung für einen Komre umfaßt welche einen beträchtlichen praktischen Vor- pressions-Kältekreislauf besteht darin, daß sich im Beteil bezüglich der Expansionsventile bieten, weil beweg- trieb die Druckkräfte im Ventil gegenseitig aufheben, so bare mechanische Glieder vermieden sind, welche Dich- daß zur Steuerung des Expansionsventiles ein geringetuDgs- und Verschleißprobleme aufwerfen. 55 rer Kraftaufwand erforderlich ist. Auch ist die Anord-

Jedoch weisen Kapillarrohre folgende Nachteile auf, nung technisch nicht zu aufwendig,

die ihre Anwendung in Kühlanlagen begrenzt: Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausfüh-

Es ergibt sich ein geringer Nutzeffekt selbst bei der rungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Umgebungstemperatur, für welche der Kühler ausge- In der Zeichnung zeigt

legt ist; da der Querschnitt eines Kapillarrohres kon- 60 F i g. 1 schematisch einen K.ompressions«Kältekreis·

stant ist, ist kein Selbstregeln der Strömung vorhanden. lauf mit Expansionseinrichtung,

In der GB-PS 6 86 406 ist ein Ventil zum Steuern des Fig.2 die Expansionseinrichtung in vergrößertem

Kältemittelstromes in einer Kühlvorrichtung beschrie- Maßstab.

ben, wobei dieses Ventil einen zylindrischen Gewinde- Die Anordnung nach F i g. 1 umfaßt einen Kältemitstift mit abgeflachtem Gewinde umfaßt, welcher über 65 telaufnahmebehälter 19, mit welchem ein Kondensator eine einstellbare Länge mit dem Innengewinde eines 18 verbunden und welcher mit einem Rohr 20 versehen rohrförmigen Elementes in Eingriff steht, das weiterhin ist, das vom oberen Ende des Behälters abwärts ragt und ein Außengewinde aufweist, das seinerseits abgeflacht mit seinem offenen Ende fast den Boden des Behälters